Lehdistötiedote
Jättikuplia punaisen jättiläistähden pinnalla
20. joulukuuta 2017
ESO:n VLT-teleskooppia käyttäneet tähtitieteilijät ovat ensimmäistä kertaa havainneet suoraan granulaatiorakenteita aurinkokunnan ulkopuolisen tähden, ikääntyvvän punaisen jättiläisen π1 Gruis pinnalla. Tämä PIONIER-havaintolaitteen uusi merkittävä kuva paljastaa tämän valtavan, halkaisijaltaan 350 Auringon kokoisen tähden pinnan koostavat konvektiosolut. Kukin solu kattaa yli neljänneksen tähden halkaisijasta ja on kooltaan noin 120 miljoonaa kilometriä. Nämä uudet tulokset julkaistaan tällä viikolla julkaisusarjassa Nature.
Maasta 530 valovuoden etäisyydellä Kurjen tähdistössä (Grus) sijaitseva π1 Gruis on viileä punainen jättiläinen. Sillä on jokseenkin sama massa kuin Auringolla, mutta se on 350 kertaa suurempi ja useita tuhansia kertoja kirkkaampi [1]. Aurinkomme paisuu samanlaiseksi punaiseksi jättiläistähdeksi noin viiden miljardin vuoden kuluttua.
ESO:n Claudia Paladinin johtama kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä käytti ESO:n VLT-teleskoopin PIONIER-havaintolaitetta havaitakseen tähteä π1 Gruis tarkemmin kuin koskaan aikaisemmin. He havaitsivat, että tämän punaisen jättiläisen pinnalla on vain muutama konvektiosolu eli granula, jotka ovat halkaisijaltaan noin 120 miljoonaa kilometriä kukin eli noin neljänneksen tähden halkaisijasta [2]. Vain yksi tällainen granula ulottuisi Auringosta Venusta loitommas. Useiden jättiläistähtien fotosfääreiksi kutsutut pinnat ovat tomun peitossa, mikä haittaa havaintoja. Tähden π1 Gruis tapauksessa kuitenkin, vaikka tomua esiintyy kaukana tähdestä, sillä ei ole merkittävää vaikutusta uusiin infrapunahavaintoihin [3].
Kun tähden π1 Gruis vety loppui kauan sitten, tämä muinainen tähti lopetti ydinfuusio-ohjelmansa ensimmäisen vaiheen. Se kutistui energian puutteessa, mikä sai sen kuumenemaan 100 miljoonaan asteeseen. Nämä valtaisat lämpötilat käynnistivät tähden seuraavan vaiheen sen alkaessa fuusioida heliumia raskaammiksi, hiilen ja hapen kaltaisiksi atomeiksi. Tämä hyvin kuuma ydin sitten karkotti ulos tähden ulommat kerrokset saaden sen laajenemaan satoja kertoja suuremmaksi kuin sen alkuperäinen koko. Nykyään näkemämme tähti on muuttuva punainen jättiläinen. Tähän mennessä yhdenkään tällaisen tähden pintaa ei ollut kuvattu yksityiskohtaisesti.
Vertailun vuoksi, Auringon fotosfääri käsittää noin kaksi miljoonaa konvektiosolua, joiden tyypillinen halkaisija on vain 1500 kilometriä. Näiden kahden tähden konvektiosolujen valtava kokoero voidaan selittää osaltaan niiden vaihtelevalla pintagravitaatiolla. Tähti π1 Gruis on massaltaan vain 1.5 Aurinkoa, mutta se on paljon suurempi, minkä seurauksena sillä on paljon alhaisempi pintagravitaatio ja vain muutamia äärimmäisen suuria granuloita.
Siinä missä kahdeksaa Auringon massaa suuremmat tähdet päättävät elämänsä dramaattisissa supernovaräjähdyksissä, tämänkaltaiset kevyemmät tähdet karkottavat pikkuhiljaa ulommat kaasukerroksensa, minkä seurauksena muodostuu kaunis planetaarinen sumu. Aikaisemmat tutkimukset tähdestä π1 Gruis löysivät noin 20 000 vuotta sitten karkotetuksi uskotun materiakuoren 0.9 valovuoden etäisyydellä keskustähdestä. Tämä suhteellisen lyhyt aikajakso tähden elämässä kestää vain joitakin kymmeniä tuhansia vuosia – verrattuna useiden miljardien vuosien kokonaiselinaikaan – ja nämä havainnot paljastavat uuden menetelmän luodata tätä ohikiitävää punaisen jättiläisen vaihetta.
Lisähuomiot
[1] π1 Gruis on nimetty käyttäen Bayerin designaatiota. Vuonna 1603 saksalainen tähtitieteilijä Johann Bayer luokitteli 1564 tähteä, nimeten ne kreikkalaisilla kirjaimilla, joita seuraa niiden emätähdistön nimi. Yleisestiottaen tähdille annettiin kreikkalainen kirjain jokseenkin sen mukaan kuinka kirkkailta ne näyttävät Maapallolta, kirkkaimman saaden kirjaimen alfa (α). Kurjen tähdistön kirkkain tähti on siten Alfa Gruis.
π1 Gruis on toinen kahdesta erivärisestä viehättävästä tähdestä, jotka näyttävät olevan lähellä toisiaan taivaalla. Toisen nimi on luonnollisesti π2 Gruis. Ne ovat riittävän kirkkaita näkyäkseen selvästi kiikareilla. Thomas Brisbane ymmärsi 1830-luvulla, että π1 Gruis on itsessään myös paljon läheisempi kaksoistähtijärjestelmä. Tähtien luokittelujärjestelmän Harvard Classification Scheme muodostamisesta kunnian saanut Annie Cannon raportoi ensimmäisenä tähden π1 Gruis epätavallisen spektrin vuonna 1895.
[2] Granulat ovat tähden plasman konvektiovirtausten rakenteita. Plasman kuumentuessa tähden ytimessä se laajenee ja nousee pintaan, viilenee sitten ulkoreunoiltaan, muuttuen tummemmaksi ja tiheämmäksi, ja vajoaa takaisin ytimeen. Tämä prosessi jatkuu miljardeja vuosia ja esittää pääosaa useissa astrofysikaalisissa prosesseissa, joihin sisältyvät energian kuljetus, sykkiminen, tähtituulet ja ruskeiden tähtien tomupilvet.
[3] π1 Gruis on yksi kirkkaimmista tähdistä harvinaisessa S-luokassa, jonka määritti ensimmäisenä amerikkalainen tähtitieteilijä Paul W. Merrill kootakseen yhteen tähdet, joilla on samankaltainen, erikoinen spektri. Tähdet π1 Gruis, R Andromedae ja R Cygni muodostuivat tämän luokan prototyypeiksi. Niiden epätavallisten spektrien tiedetään nyttemmin olevan hitaan neutronikaappauksen eli "s-prosessin" tulosta. Prosessi on vastuussa puolesta rautaa raskaampien alkuaineiden muodostumisesta.
Lisätietoa
Tätä tutkimusta on esitelty tutkimusjulkaisussa "Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis”, jonka kirjoittivat C. Paladini et al. Tutkimusjulkaisu julkaistiin julkaisusarjassa Nature 21. joulukuuta 2017.
Tutkimusryhmään kuuluvat C. Paladini (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia; ESO, Santiago, Chile), F. Baron (Georgia State University, Atlanta, Georgia, USA), A. Jorissen (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Ranska), B. Freytag (Uppsalan yliopisto, Uppsala, Ruotsi), S. Van Eck (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), M. Wittkowski (ESO, Garching, Saksa), J. Hron (Wienin yliopisto, Wien, Itävalta), A. Chiavassa (Laboratoire Lagrange, Université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Nizza, Ranska), J.-P. Berger (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Ranska), C. Siopis (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), A. Mayer (Wienin yliopisto, Wien, Itävalta), G. Sadowski (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), K. Kravchenko (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), S. Shetye (Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles, Brysseli, Belgia), F. Kerschbaum (Wienin yliopisto, Wien, Itävalta), J. Kluska (University of Exeter, Exeter, Iso-Britannia) ja S. Ramstedt (Uppsalan yliopisto, Uppsala, Ruotsi).
ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.
Linkit
Yhteystiedot
Claudia Paladini
ESO
Santiago, Chile
Sähköposti: cpaladin@eso.org
Alain Jorissen
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université libre de Bruxelles
Brussels, Belgium
Puh.: +32 (0) 2 6502834
Sähköposti: Alain.Jorissen@ulb.ac.be
Fabien Baron
Georgia State University
Atlanta, Georgia, USA
Sähköposti: fbaron@gsu.edu
Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org
Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network
ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org
Tiedotteesta
| Tiedote nr.: | eso1741fi |
| Nimi: | π1 Gruis |
| Tyyppi: | Milky Way : Star : Evolutionary Stage : Red Giant |
| Facility: | Very Large Telescope |
| Instruments: | PIONIER |
| Science data: | 2018Natur.553..310P |
Kuvat
Videot
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.